• 한국음향학회지
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• 제19권3호
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• pp.86-91
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• 2000

본 논문에서는 피아노 음을 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 주파수 영역으로 변환한 후, 크기(magnitude)와 위상(phase)에 대한 특성들을 분석한다. 이 분석한 결과로 크기와 위상을 모델링하여 파라미터를 생성한다. 크기의 특성에서 기본주파수와 고조파 부분은 다른 부분에 비해 크기가 매우 크다. 그래서 이 부분의 모델링은 오차를 줄이기 위해 곡선의 적합성(Curve Fitting) 방법을 이용하였고, 노이즈 부분의 모델링은 기본주파수 전후의 노이즈가 피아노 음색 특성에 중요한 역할을 하고 불규칙하므로 선분 근사법을 이용하였으며, 크기가 작고 완만하게 변하는 나머지 노이즈 부분은 곡선의 적합성을 이용하였다. 위상은 크기에 적응한 방법과 동일하게 적용하였다. 생성된 파라미터로 크기와 위상을 만들어 역변환 FFT를 하면 피아노 원음에 매우 근접한 음을 얻을 수 있다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.251-254
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• 1999

본 논문에서는 피아노 음으로 구성된 간단한 웨이브 (Wave) 형식의 연주곡으로부터 각 음들의 음높이인 피치(pitch)를 추출하는 방법과 연주곡의 악보를 생성하는 방법에 대해 연구한다. 본 연구의 최종 목적은 위의 방법을 사용하여 클래식 악기로 연주된 CD-DA방식의 음악을 같은 음질이 보장되는 MIDI [1,3,7,8] 데이터로 변환하는데 있다. 이번 연구에서는 하나의 악기(피아노)로 연주된 음악으로 고정시줬으며, 잡음이 없는 깨끗한 웨이브 사운드로 제한하였다. 웨이브 사운드 형식으로 된 간단한 피아노 연주곡을 입력 데이타로 사용하였다. 이 웨이브사운드에서 Autocorrelation[4,5,6]방법을 사용하여 각 음들의 피치를 추출하였다 또한, 웨이브 사운드로부터 추출한 음의 피치, 음의 지속시간 등의 정보를 사용하여 연주곡에 대한 악보를 생성하는 방법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 웨이브 사운드 데이터에서 악보로의 변환까지를 이루고 있지만, 향후 실제 클래식 악기와 흡사한 MIDI 음원모듈이 제공될 경우 CD-DA방식의 원음과 같은 음질의 MIDI 음악을 생성하는 것도 가능할 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.334-336
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• 2007

This paper presents a beat gesture recognition method to synchronize the tempo of a robot playing a piano with the desired tempo of the user. To detect an unstructured beat gesture expressed by any part of a body, we apply an optical flow method, and obtain the trajectories of the center of gravity and normalized central moments of moving objects in images. The period of a beat gesture is estimated from the results of the fast Fourier transform. In addition, we also apply a motion control method by which robotic fingers are trained to follow a set of trajectories, Since the ability to track the trajectories influences the sound a piano generates, we adopt an iterative learning control method to reduce the tracking error.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 지능정보 및 응용 학술대회
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• pp.165-168
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• 2008

이 논문에서는 멀티미디어 컴퓨터에 연결된 미디키보드를 사용하여 피아노 연주를 혼자서 배우고 연습할 수 있도록 하기 위한 지능형 교습 시스템을 개발하기 위하여, 시스템 구조 및 모듈별 기능과 기본적인 사용자 인터페이스를 설계하였다. 시스템의 구조는 미디 키보드의 실시간 연주 샘플링 모듈, 미디 데이타의 시퀀싱 모듈, 사운드 합성 모듈과 연결된 지능형 교습 시스템이 된다. 세분화된 모듈별 기능에서는 학습 콘텐츠, 학습자 모델, 진단 평가 모듈, 진도 관리 모듈, 등의 세부적인 기능 설계가 필요하다. 학습자 모델을 기반으로 진단 편가 및 진도 관리를 지능적으로 처리하기 위해서 CLIPS를 사용한 전문가시스템 접근을 사용한다. 컴퓨터 화면상의 악보 디스플레이, 실시간 연주 화면, 진단 평가 디스플레이를 위한 GUI 설계가 필요하다. 그리고, 향후 콘텐츠 구축 및 시스템 구현 시에 예상되는 문제점과 해결 방안을 논의한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권3호
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• pp.475-484
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• 2022

The loss of cable tension for civil infrastructure reduces structural bearing capacity and causes harmful deformation of structures. Currently, most of the structural health monitoring (SHM) approaches for cables rely on contact transducers. This paper proposes a cable tension identification technology using percussion sound, which provides a fast determination of steel cable tension without physical contact between cables and sensors. Notably, inspired by the concept of tensioning strings for piano tuning, this proposed technology predicts cable tension value by deep learning assisted classification of "percussion" sound from tapping a steel cable. To simulate the non-linear mapping of human ears to sound and to better quantify the minor changes in the high-frequency bands of the sound spectrum generated by percussions, Mel-frequency cepstral coefficients (MFCCs) were extracted as acoustic features to train the deep learning network. A convolutional neural network (CNN) with four convolutional layers and two global pooling layers was employed to identify the cable tension in a certain designed range. Moreover, theoretical and finite element methods (FEM) were conducted to prove the feasibility of the proposed technology. Finally, the identification performance of the proposed technology was experimentally investigated. Overall, results show that the proposed percussion-based technology has great potentials for estimating cable tension for in-situ structural safety assessment.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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• pp.265-269
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• 1993

디지틀 피아노에서 PCM 방식의 음원 합성을 위한 압축 알고리듬을 제안하였다. 디지틀 피아노는 매우 높은 음질을 필요로 한다. 따라서 FM 방식보다는 PCM 방식의 음원 합성 알고리듬이 주로 사용되어져 왔다. 그러나 PCM 방식은 많은 메모리가 필요한 단점이 있다. 본 논문에서는 피아노 음원을 청각적으로 왜곡이 없도록 압축, 저장하여 음원 데이터를 줄였다. 또한 피아노 음의 시간 영역 특성에 따라 비트 할당을 달리하여 음질을 향상시킬 수 있었다. 이와 같이 부호화할 경우 약 15 : 1 ~ 20 :1로 원음을 압축하여도 지각적으로 원음과 동일한 복원음을 얻을 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.259-262
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• 1999

본 논문에서는 먼저 피아노 음을 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 주파수 영역으로 변환을 한 후, 크기(magnitude)와 위상(phase)에 대한 특성들을 분석한다 이 분석한 결과를 가지고 모델링을 함으로써 피아노 원음에 근접한 음을 만들 수 있다. 크기에서의 특성은 기본주파수와 고조파 부분에서 다른 부분에 비해 크기의 차이가 크다. 그래서 기본주파수와 고조파부분은 오차를 줄이기 위해 적은 데이터를 가지고 곡선의 적합성(Curve Fitting) 방법을 이용하고, 노이즈 부분은 기본주파수 전·후의 노이즈가 피아노 음색 특성에 중요한 역할을 하므로, 이 부분을 최고점과 최저점른을찾아 선형으로 모델링 하였고, 나머지 노이즈 부분은 적은 값을 가지므로 많은 데이터를 가지고 곡선의 적합성을 이용하였다. 위상은 크기에서 모델링한 결과를 바탕으로 모델링을 하였다 모델링을 한 결과를 가지고 역변환 FFT를 하면 피아노 원음에 매우 근접한 음을 생성할 수 있다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제9권3호
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• pp.517-524
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• 2008

청음이란 어떤 음악을 듣고서 그 음의 높이를 음계적 혹은 화성적으로 측정할 수 있는 능력을 말한다. 본 연구에서는 현대 일상생활의 필수품인 컴퓨터를 이용하여 음악교육에서 가장 중요한 청음연습을 위한 시스템에 대한 고찰을 하고자 한다. 제안하는 시스템은 한글화를 통해 초보자나 아동들이 쉽게 청음 연습을 할 수 있도록 하였고 음악을 전공하는 이들에게도 유익하도록 다양한 기능이 가능하게 하였다. 또한 실질적인 기능의 충실함과 더불어 여러 학습자 등록 기능을 추가하여 다른 사용자와 비교 할 수 있으며 성적을 수치화, 그래프화하여 확인 가능하므로 학습 성취도를 높이도록 하였다. 효과적인 청음연습을 위한 시스템에 대한 본 논문의 제안은 향후 체계적인 청음훈련을 위한 시스템개발에 관한 관심을 높이는데 기여하리라 사료된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.171-172
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• 2009

음악 시장은 갈수록 커지고 있고 학생들의 음악 교육은 점점 주입식 교육으로 변해가고 있다. 성장하는 음악 시장을 기반으로 학생들의 자유로운 음악 활동을 위해 악기 연주 프로그램을 기획했다. 제안 하는 프로그램은 종이 건반과 웹캠만 있으면 악기 연주가 가능한 프로그램으로 적은 비용이 요구되기 때문에 기존 시스템과 차별성을 가진다. 사용자의 손가락이 종이 건반위에 놓으면 웹캠이 손가락과 건반을 인식하여 소리가 나는 시스템이다. 피아노, 드럼, 베이스, 기타 4가지의 악기 중 본인이 원하는 악기를 선택하여 연주를 할 수 있다. 다양한 악기의 음을 배우고 자신만의 음악을 만들 수 있는 기회를 제공한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.3218-3222
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• 2013

판소리는 우리나라 전통 성악곡이며 소리, 대화, 몸짓이 어울린 종합 예술로 독창성과 우수성을 세계적으로 인정받은 세계무형유산이다. 특히, 판소리는 소리꾼의 해학적 표현과 청중의 참여도가 높은 점에서 예술적 가치가 있으며 모든 계층이 두루 즐기는 예술로서 사회적 통합의 기능을 담당한 것으로 평가되고 있다. 따라서 본 논문에서는 사회와 시대를 표현한 판소리의 음향학적 특징을 분석하기 위해 판소리 다섯 마당을 대상으로 음성신호 분석 기술을 적용한 상관성 추출 연구를 수행하였다. 이를 위해 판소리 다섯 마당에 대한 스펙트로그램, 피치, 안정도 및 강도 분석을 실험하였다. 실험 결과를 통해 판소리는 청중들에게 집중과 흥미를 지속적으로 유지시키면서 이야기를 풀어가는 특징을 잘 반영하기 위해 목소리의 파동 및 성대 떨림의 변화 폭이 크고 안정적이며 음성 에너지가 큰 소리로 표현하고 있는 것으로 분석되었다.